FÍSICA UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FÍSICA TALLER PRESENCIAL N°

Física

Magnitudes Físicas, M. Vectoriales y Operaciones con Vectores

1. Complete la siguiente tabla con la magnitud física, la unidad y el símbolo en SI de cada magnitud fundamental, según corresponda.

Magnitud física	Unidad	Símbolo
Longitud
		kg
	segundo
		A
	kelvin
Cantidad de sustancia
Intensidad luminosa

2. Complete el cuadro de magnitudes derivadas

Magnitud	Nombre de la unidad	Símbolo
Presión
	metro cuadrado
Fuerza
		m/s2
		J
Potencia
	Metro cubico
Densidad

3. Sobre un cuerpo actúan tres fuerzas de módulos 40,0 kN , 50,0 kN , y 20,0 kN . Considere la disposición mostrada en la figura y determine la magnitud y dirección de la fuerza resultante.

Imagen del libro Ingeniería Mecánica Estática Riley

Solución:

R = 99,0 N y α = - 1,15. 10²

Leyes de Newton, Fuerza y DCL

4. En el movimiento de los meteoritos y asteroides, que vagan por el espacio, siempre que no se encuentren cercanos a cuerpos celestes que los desvíen de su trayectoria es un ejemplo de la primera ley de Newton. Explique ¿Por qué?

Imagen de proyecto salón hogar. Gran Enciclopedia

Solución:

La primera ley de Newton dice que cuando en un cuerpo la fuerza neta es cero si el objeto esta en reposo, permanecerá en reposo y si esta en movimiento permanecerá en movimiento en línea recta a velocidad constante los asteroides y meteoritos permanecerán con una trayectoria rectilínea y a velocidad constante en el espacio.

5. ¿Qué nos dice Newton acerca de que las fuerzas aparecen por pares, que es imposible la existencia de una fuerza única en la naturaleza, la acción de un objeto sobre otro está siempre acompañada por una reacción del segundo cuerpo sobre el primero. Explique ¿Por qué?

Imagen de proyecto salón hogar. Gran Enciclopedia

Solución:

La acción de una fuerza sobre un cuerpo no se puede manifestar sin que haya otro cuerpo que la provoque. De esto se deduce que del resultado de una interacción aparecen dos fuerzas.

La acción de un objeto sobre otro está siempre acompañada por una reacción del segundo cuerpo sobre el primero. La tercera ley de Newton.

6. Realice el DCL de los cuerpos indicados y determine al menos dos pares de fuerzas de acción-reacción.

1. Varilla lisa y homogénea

2. Barra homogénea

Primera Condición de Equilibrio

7. Un semáforo que pesa 122 N cuelga de un cable unido a otros dos cables sostenidos a un soporte como se muestra en la figura. Los cables superiores forman ángulos de 37,0° y 53,0° con la horizontal. Estos cables superiores no son tan fuertes como el cable vertical y se romperán si la tensión de ellos supera los 100 N. ¿El semáforo permanecerá colgado en esta situación, o alguno de los cables se romperá?.

Imagen del libro Física para Ciencias e Ingeniería Serway

Solución:

=73,4N

97,4 N

Ambos valores son menores que 100 N (apenas para T₂) , de modo que los cables no se romperán.

T₃=122 N

8. Una viga uniforme de longitud L = 7,00 m sostiene bloques con masas m₁ = 2,50 kg y m₂ = 9,00 kg en dos posiciones, como se ve en la figura. La viga se sustenta sobre dos apoyos puntuales. ¿Para qué valor de x (en metros) estará balanceada la viga en P tal que la fuerza de reacción en 0 es cero d = 1,00 m?.

Solución:

Para el equilibrio torque en el punto P

∑τ = 0

∑τ = m₁g (L/2 + d) – m_2.g.x = 0

m₁g (L/2 + d) = m_2.g.x

Cancelando “g” y Despejado “x”

x = 1,25 m

9. Una persona mantiene en equilibrio a una barra de 600 N ejerciéndole una fuerza cuyo módulo es de 400 N. Calcule el módulo de la reacción en la articulación, si la polea lisa es de 100 N.

Solución:

Respuesta: 500 N

Torque, segunda Condición de Equilibrio

10. Si la barra mostrada pesa 30,0 N y a esta se le aplica una fuerza vertical F = 25,0 N, calcula el valor del momento resultante respecto del punto o. L

Solución:

11. Una barra homogénea, uniforme y articulada pesa 40,0 N y es mantenida horizontalmente mediante un cable. Calcule la tensión en dicho cable.

Solución:

Realizando el diagrama de cuerpo libre

  T = 25 ,0 N

12. El bloque de 20,0 kg está suspendido por medio de un cable que está apoyado en un puntal de igual masa. Calcule la magnitud de la tensión en el cable horizontal así como la magnitud de la fuerza ejercida sobre el puntual por el pivote.

Solución:

Aplicando la 2da condición de equilibrio con respecto al pivote:

T=382 N

Aplicando la 1ra condición de equilibrio:

y

= 643 N

13. La barra es de peso despreciable y permanece horizontal y en equilibrio. Calcule la tensión “T”

Solución:

Realizando el diagrama de cuerpo libre

T = 12,0 N

14. Un alambre rígido homogéneo de 25,0 cm de longitud es doblado como se indica en la figura con a = 5,00 cm. Para que el alambre apoyado en O se mantenga en equilibrio la longitud “x”, en centímetros, deberá ser:

Solución:

Realizando el diagrama de cuerpo Libre

X = 12,0 cm

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